Термофлуктуационная теория прочности

Долговечность до зарождения трещины, выраженная во времени, уменьшается с повышением частоты деформирования, Это согласуется с термофлуктуационной теорией прочности материалов, так как увеличение частоты деформирования приводит к повышению температуры образца. [c.117]

Изучение закономерностей разрушения структуры геля казеина проводилось при использовании метода температурно-временной зависимости прочности и позволило получить характеристики структуры. Показано, что процесс разрушения гелей казеина подчиняется основным закономерностям термофлуктуационной теории прочности Журкова, Время х пребывания образца под действием приложенного напряжения сдвига дается следующим выражением [c.142]

Журков и его сотрудники установили, что причиной возникновения первичных трещин в полимере являются тепловые флуктуации. В результате тепловых флуктуаций происходит резкое возрастание кинетической энергии отдельных атомов, колеблющихся около положения равновесия, что приводит иногда к разрыву химической связи в основной цепи нолимера. Это происходит в том случае, если кинетическая энергия атомов становится больше, чем энергия химической связи. Наряду с разрывом химических связей идет процесс их восстановления. Напряжения, возникающие от приложенной извне нагрузки, уменьшают энергию активации процесса разрыва химических связей, а тепловые флуктуации приводят к их разрыву. Термофлуктуационная теория прочности исходит из того, что разрыв химических связей обусловлен тепловыми флуктуациями, а напряжение уменьшает вероятность восстановления этих связей, придавая тем самым определенную направленность процессу разрушения. [c.294]

Рассмотрим подробнее один из вариантов термофлуктуационной теории прочности, предложенный Бартеневым [17]. Пусть имеется материал, который претерпевает хрупкое разрушение. К таким материалам относятся полимеры ниже температуры хрупкости Г р, а также в интервале от Гхр ДО Tg. [c.295]

Следует заметить, что формула (8.25) по существу является интерполяционной, хотя и применима в достаточно широком интервале долговечности (от 10- до 10 с). Эта формула справедлива лишь в интервале значений а, заключенных между сго (безопасное направление) и (7, (критическое напряжение). Термофлуктуационная теория прочности [1, 17, 20] позволяет, ио крайней мере качественно, описать долговечность полимеров и в предельных случаях, когда а— -Стк и а— [c.299]

Некоторая физическая общность прочностных и релаксационных свойств полимеров проявляется и в том, что соотношение, учитывающее временную зависимость прочности (формула Журкова), по форме совпадает с выражением для времени молекулярной релаксации, полученной и использованной для описания релаксационных (деформационных) свойств полимеров Александровым [4, 21] и Гуревичем [29] еще до создания термофлуктуационной теории прочности. Действительно, развивая предположение Александрова о том, что время [c.304]

Термофлуктуационные теории прочности полимеров, не имеющих микротрещин 146 Молекулярная модель трещины [c.4]

Автор настоящей монографии в первоначальном варианте термофлуктуационной теории прочности твердых тел [2.9] придавал важное значение фактическому напряжению в оставшемся еще неразрушенным сечении образца. Например, для тонкой полоски [c.81]

Далее (в гл. 5 и 6) будут рассмотрены экспериментальный (кинетическая концепция прочности) и теоретический аспект физики прочности полимеров (термофлуктуационная теория прочности реальных полимеров, построенная с учетом понятий и с использованием методов механики разрушения). [c.104]

Термофлуктуационные теории прочности полимеров, не имеющих микротрещин [c.146]

Механика разрушения является основой инженерных методов расчета прочности деталей и конструкций, находящихся в сложно-напряженном состоянии. Математическая теория трещин позволяет рассчитать напряжения вблизи микротрещин. В то же время механический подход оставляет в стороне физические атомно-молекулярные механизмы разрушения и физическую кинетику разрушения в целом. Кинетическая концепция исходит из термофлуктуационного механизма разрушения, общего для всех твердых тел. Суть механизма заключается в том, что химические и межмолекулярные связи в полимере разрываются в результате локальных тепловых флуктуаций, а приложенное напряжение увеличивает вероятность разрыва связей. Современная термофлуктуационная теория прочности полимеров объединяет оба подхода и вводит понятие о безопасном и критическом напряжении. [c.189]

Разрушение полимеров в статических условиях. Анализ механизма разрушения полимеров с позиций современной термофлуктуационной теории прочности наиболее целесообразно начать с рассмотрения разрушения материала, находящегося под действием статического напряжения. [c.222]

Аналогичные закономерности характерны для другого вида неравномерного отрыва — раскалывания [23]. При очень малой скорости расслаивания, когда температура механического стеклования совпадает с температурой структурного стеклования максимум на температурной зависимости вырождается, т. е. аномальный (экстремальный) характер температурной зависимости прочности адгезионных соединений на основе аморфных полимеров пропадает, и сопротивление разрушению в полном соответствии с термофлуктуационной теорией прочности материалов [8, 21, 24] уменьшается при повышении температуры испытаний. Сопротивление разрушению при скорости расслаивания, стремящейся к нулю, называют квазиравновесным [25]. Появление максимумов на температурной и скоростной зависимостях сопротивления расслаиванию адгезионных соединений аморфных полимеров — кинетическое явление, связанное с соотношением скоростей релаксации В полимерах и скорости механического воздействия. [c.23]

Таким образом, как термодинамический, так и кинетический подходы к процессу разрушения и термофлуктуационная теория прочности хрупких твердых тел приводят к выводу о сушествова-нии безопасного напряжения, для расчета которого при одноосном растяжении предложены уравнения (11.42) и (11.43), а для сложнонапряженного состояния — уравнение (11.44), а также к диаграмме механизмов разрушения, показанной на рис. 11.11, где приводятся границы существования безопасных напряжений, термофлуктуационного и атермического разрушения в зависимости от размеров начальных микротрещин в материале. На основании этих уравнений может быть определен критерий оценки безопасных микротрещин в хрупких твердых телах. Порог разрушения по Гриффиту аа ° соответствует безопасному напряженую оо, а не критическому (Тк, как это считалось до сих пор общепринятым. [c.314]

В уравнениях (8.18) и (8.19) vo — частота колебаний группы атомов, одновременно участвующих в разрыве или восстановлении связей (для полимеров vo 10 с ) со и со — элементарные объемы, в которых происходит разрыв или восстановление связей при тепловых флуктуациях. Параметр со играет важную роль в термофлуктуационной теории прочности и получил название флук-туационного объема. Флуктуационный объем со=ЯД л. а со = Я,2 1Яя, где Х — расстояние, на которое продвигается участок фронта микротрещин при каждой флуктуации по порядку величины близко к межатомному расстоянию) предполагается, что Л ЗЛо, где Яо —среднее межмолекулярное расстояние в полимере. Параметр —элементарный участок периметра трещины, состоящий из одного или нескольких атомов, одновременно охваченных флуктуацией (Хя 2Ло). Параметры Л1 представляют собой расстояния между соответствующими минимумом и максимумом потенциальной энергии (см. рис. 64). Губанов и Чевычелов [18, 19] показали, что для органических полимеров величина [c.297]

Физика прочности — быстро развивающаяся область науки. Каждые 10 лет происходит ломка или существенные изменения старых представлений и быстрое накопление новых фактов, имеющих принципиальное значение. Автор настоящей книги уже написал две монографии по физике прочности. Первая издана в 964 г. " В ней рассмотрена термофлуктуационная теория прочности применительно к полимерам, указаны границы применимости уравнения долговечности (безопасное и критическое напряжения), рассмотрен механизм разрушения эластомеров. Через 10 лет, в 1974 г., автором опубликована вторая монография , посвященная в основном неорганическим стеклам и стекловолокнам. Б 1гей впервые в советской литературе рассмотрены проблемы теоретической прочности неорганических стекол п органических полимеров. При этом было показано, что теория и критерий Гриффита, вопреки общепринятому, ио ошибочному мнению, является не критерием разрушения, а эквивалентной термофлуктуационной теории формой описания безопасного напряжения впервые были приведены данные о дискретном спектре прочности неорганических стекол и стекловолокон, предложена фононная теория разрушения бездефектных твердых тел. [c.5]

Различные физические теории, объясняющие временные эффекты прочности твердых тел и полимеров, основываются на положении, что процесс разрушения есть активационный процесс разрыва тех или иных связей и что энергия активации снижается, а вероятность и скорость разрушения возрастают при увеличении приложенного напряжения. Иначе говоря, термофлуктуационные теории прочности полимеров приводят к основному выводу кинетической концепции Журкова процесс разрушения определяется тепловым движением и термофлуктуациями, вызывающими разрыв связей, а приложенное напряжение изменяет вероятность разрыва связей. [c.145]

Сопоставление термодинамического и кинетического подходов к процессам разрушения полимеров пока.зало, что для ПММА и капронового волокна критерий Гриффита оа соответствует Оо, а не (Тк- Отсюда следует, что Оа и теория Гриффита не имеют отношения к критерию разрушения и к критическому напряжению Юк. Критерий Гриффита скорее является критерием безопасности (как и безопасное напряжение Оо в термофлуктуационной теории прочности). Таким образом кинетический подход дает термофлуктуационный вклад тф в долговечность и определяет его границы (оо, Оф) При Т—>-0 напряжение Оф —Нсгк. Термодинамический подход дает оценку безопасного напряжения в виде порогового напряжения Гриффита Оо, которое характеризует равновесное состояние (когда процессы разрыва и рекомбинации химических связей равновероятны). Механический подход дает атермический вклад Тк в долговечность т = тф-ьтк и методы расчета концентрации напряжения (или локальных напряжений) в вершинах микротрещин, ответственных за разрушение. При переходе к бездефектным (высокопрочным) материалам, имеющим микронеоднородную Структуру и перенапряженные цепи, уравнепнс долговечности переходит в известное уравнение Журкова. [c.191]

Принципиальной важности исследования выполнены Куи-шинским с сотр. [7.68—7.71]1 — закономерности медленного роста трещин в полимерных стеклах (ПММА и др.) в области квазихрупкости при статическом и низкочастотном циклическом режимах нагружения в условиях кручения. Крутящий момент изменялся по пилообразному закону от Мт п до Л4тах. Циклы нагружения имели периоды от 1 до 2000 с (г<1 Гц), при которых практически отсутствует разогрев материала в концевой зоне трещины. При статическом режиме установлено существование пороговой величины удельной работы разрущения, при которой устойчивый рост трещин прекращается. Этот результат согласуется с выводом термофлуктуационной теории прочности о существовании безопасного напряжения, при котором скорость роста трещины V—ф, а работа разрушения стремится к минимальному значению, поскольку все виды механических потерь, зависящих от скорости роста трещины, обращаются в пуль. Характеристическая энергия разрущения Ок, отвечающая пороговому напряжению Гриффита Оо (см. гл. 4), соответствует пороговой величине удельной работы разрушения Wts При удельной работе разрущения W[c.217]

Внутренние противоречия существующих теорий прочности и многочисленные опыты по изучению временной зависимости прочности привели к созданию термофлуктуационной теории разрушения твердых тел. Термофлуктуационная теория прочности рассматривает разрушение любых материалов как процесс, протекающий во времени, сопровождающийся постепенным накоплением нарушений связей, сплошности структуры до определенного момента, когда происходит разрыв образца. Такой постепенный процесс разрушения принято характеризовать временем начала действия напряжения до разрушения, называемым времямеханической долговечностью твердых тел и обозначаемым т. [c.216]

Из термофлуктуационной теории прочности полимеров известно, что механические напряжения вызывают снижение энергии активации термораспада химических связей в жесткоцеп- [c.56]

Физический смысл формулы (4.10) можно объяснить с помощью термофлуктуационной теории прочности. Согласно этой теории разрущение представляет собой кинетический, термофлуктуа-ционный процесс постепенного накопления повреждений, развивающийся-в теле с момента приложения нагрузки вплоть до его разрыва. Элементарными актами процесса разрушения являются термофлуктуационные разрывы межатомных связей, активируемые приложенным напряжением. [c.193]

Смотреть страницы где упоминается термин Термофлуктуационная теория прочности: [c.141] [c.300] [c.6] [c.94] [c.190] [c.456]

Физико-химия полимеров 1978 (1978) -- [ c.197 , c.201 ]

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Теория термофлуктуационная

Справочник химика 21

Химия и химическая технология